3D sin vidrio en el MIT

3D sin vidrio en el MIT

Gafas-3d-rotas.jpgDado que 3D tiene una especie de caído en el camino Últimamente, los fabricantes están buscando una forma de resolver uno de los mayores problemas que enfrenta la tecnología: la necesidad de usar anteojos. Ahora, los investigadores del MIT han ideado un nuevo proceso para visualizar 3D sin necesidad de anteojos . ¿Se pondrá de moda? El tiempo dirá-







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Desde Noticias del MIT
Durante los últimos tres años, los investigadores del grupo Camera Culture del MIT Media Lab han perfeccionado constantemente el diseño de una pantalla de video 3-D con múltiples perspectivas y sin gafas, que esperan que pueda proporcionar una alternativa más económica y práctica al video holográfico. A corto plazo.
Ahora han diseñado un proyector que explota la misma tecnología, que presentarán en Siggraph de este año, la principal conferencia en gráficos por computadora. El proyector también puede mejorar la resolución y el contraste del video convencional, lo que podría convertirlo en una tecnología de transición atractiva a medida que los productores de contenido aprendan gradualmente a aprovechar el potencial del 3-D de múltiples perspectivas.
La 3D multiperspectiva se diferencia de la 3D estereoscópica ahora común en las salas de cine en que los objetos representados revelan nuevas perspectivas a medida que el espectador se mueve sobre ellos, tal como lo harían los objetos reales. Esto significa que podría tener aplicaciones en áreas como diseño colaborativo e imágenes médicas, además de entretenimiento.
Los investigadores del MIT (el científico investigador Gordon Wetzstein, el estudiante graduado Matthew Hirsch y Ramesh Raskar, profesor asociado de artes y ciencias de los medios de comunicación de NEC Career Development y director del grupo Camera Culture) construyeron un prototipo de su sistema utilizando componentes estándar. . El corazón del proyector es un par de moduladores de cristal líquido, que son como pequeñas pantallas de cristal líquido (LCD), colocados entre la fuente de luz y la lente. Los patrones de luz y oscuridad en el primer modulador lo convierten efectivamente en un banco de emisores de luz ligeramente inclinados, es decir, la luz que lo atraviesa llega al segundo modulador solo en ángulos particulares. Las combinaciones de los patrones mostrados por los dos moduladores aseguran así que el espectador verá imágenes ligeramente diferentes desde diferentes ángulos.
Los investigadores también construyeron un prototipo de un nuevo tipo de pantalla que amplía el ángulo desde el que se pueden ver las imágenes de su proyector. La pantalla combina dos lentes lenticulares, el tipo de láminas transparentes estriadas que se utilizan para crear toscos efectos tridimensionales en, por ejemplo, libros infantiles antiguos.





El grupo Camera Culture del MIT Media Lab presenta un enfoque novedoso de la 3D sin gafas y con múltiples perspectivas.
Explotación de la redundancia
Para cada cuadro de video, cada modulador muestra seis patrones diferentes, que juntos producen ocho ángulos de visión diferentes: a velocidades de visualización lo suficientemente altas, el sistema visual humano combinará automáticamente la información de diferentes imágenes. Los moduladores pueden actualizar sus patrones a 240 hercios, o 240 veces por segundo, por lo que incluso a seis patrones por cuadro, el sistema podría reproducir video a una frecuencia de 40 hercios, que, aunque está por debajo de la frecuencia de actualización común en los televisores actuales, sigue siendo superior al estándar de 24 fotogramas por segundo en la película.
Con la tecnología que se ha utilizado históricamente para producir imágenes 3-D sin gafas, conocida como barrera de paralaje, proyectar simultáneamente ocho ángulos de visión diferentes significaría asignar a cada ángulo un octavo de la luz emitida por el proyector, lo que haría que una película oscura. Pero al igual que los monitores prototipo de los investigadores, el proyector aprovecha el hecho de que, a medida que se mueve alrededor de un objeto, la mayor parte del cambio visual tiene lugar en los bordes. Si, por ejemplo, estuviera mirando un buzón azul mientras pasaba por delante de él, de un paso a otro, gran parte de su campo visual estaría ocupado por un azul de aproximadamente el mismo tono, a pesar de que entraran diferentes objetos. ver detrás de él.
Algorítmicamente, la clave del sistema de los investigadores es una técnica para calcular cuánta información se puede conservar entre ángulos de visión y cuánta se necesita variar. Conservar tanta información como sea posible permite que el proyector produzca una imagen más brillante. El conjunto resultante de ángulos e intensidades de luz debe codificarse en los patrones mostrados por los moduladores. Ese es un gran orden computacional, pero al adaptar su algoritmo a la arquitectura de las unidades de procesamiento de gráficos diseñadas para videojuegos, los investigadores del MIT lograron que se ejecute casi en tiempo real. Su sistema puede recibir datos en forma de ocho imágenes por cuadro de video y traducirlos en patrones de modulador con muy poco retraso.
Tecnología de puentes
El paso de luz a través de dos moduladores también puede aumentar el contraste del video ordinario en 2-D. Uno de los problemas de las pantallas LCD es que no habilitan el 'negro verdadero': siempre se filtra un poco de luz incluso en las regiones más oscuras de la pantalla. 'Normalmente tiene un contraste de, digamos, valores entre 0 y 1', explica Wetzstein. 'Ese es el contraste total, pero en la práctica, todos los moduladores tienen algo así como 0,1 a 1. Entonces obtienes este' nivel de negro '. Pero si multiplica dos ópticamente juntos, el nivel de negro baja a 0.01. Si muestra negro en uno, que es el 10 por ciento, y negro en el otro, que también es el 10 por ciento, lo que obtiene es el 1 por ciento. Entonces es mucho más negro '.
De la misma manera, explica Hirsch, si los patrones que se muestran en los moduladores están ligeramente desplazados entre sí, la luz que los atraviesa interferirá consigo misma de manera que en realidad aumentará la resolución de las imágenes resultantes. Una vez más, los investigadores han desarrollado un algoritmo que puede calcular esos patrones sobre la marcha.
A medida que los creadores de contenido pasan al llamado 'quad HD', video con cuatro veces la resolución del video de alta definición actual, la combinación de mayor contraste y mayor resolución podría hacer que una versión comercial de la tecnología de los investigadores sea atractiva para los propietarios de salas de cine, lo que a su vez, podría allanar el camino para la adopción de 3-D de múltiples perspectivas. `` Una cosa que podría hacer, y esto es lo que los fabricantes de proyectores reales han hecho en el pasado reciente, es tomar cuatro moduladores de 1080p y ponerlos uno al lado del otro y construir algunas ópticas muy complicadas para enlosarlos a todos sin problemas y luego obtener una mucho mejor lente porque tienes que proyectar un punto mucho más pequeño y agruparlo todo ', dice Hirsch. 'Estamos diciendo que podría tomar dos moduladores de 1080p, pegarlos en su proyector uno tras otro, luego tomar su misma lente vieja de 1080p y proyectar a través de ella y usar este algoritmo de software, y terminará con una imagen de 4k. Pero no solo eso, tiene un contraste aún mayor '.
Píxeles de extensión
Oliver Cossairt, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Northwestern, trabajó una vez para una empresa que intentaba comercializar proyectores 3D sin gafas. 'Lo que considero la novedad del enfoque [de los investigadores del MIT] implica dos cosas', dice Cossairt. El primero, dice, es 'jugar con la idea de la barrera de paralaje para que pueda hacerlo de modo que (a) no bloquee tanta luz y (b) obtenga una mejor resolución'.
El segundo, dice, es el prototipo de pantalla. 'Existe este invariante de los sistemas ópticos que dice que si se toma el área del plano y el ángulo sólido de luz que sale de ese plano, eso es fijo', dice Cossairt. “Lo que eso significa es que si tomas el tamaño de la imagen en 3-D y lo estiras para que sea, digamos, 10 veces más grande, entonces el campo de visión disminuirá en un factor de 10. Eso es lo que encontramos. No pudimos encontrar una forma de evitar eso '.
'Se les ocurrió una pantalla que, en lugar de estirar la imagen, que es lo que hace la óptica de proyección, esencialmente alejaba los píxeles entre sí', continúa Cossairt. Eso les permitió romper esta invariancia.

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